iDEN数字集群在城市环境中的快速部署

柯福心 福建省厦门市专用通信局

1 iDEN数字集群概述

1.1 iDEN数字集群系统

iDEN(集成数字增强型网络)是由美国摩托罗拉公司研制和生产的一种数字集群系统，它集成了专业调度、电话、短信息等功能。具有如下特点：第一：iDEN可以使用不连续频点，方便灵活配置频率资源。第二：iDEN通过TDMA技术将一个25kHz的物理信道划分成6个数字通信时隙，频率利用率较高。第三：iDEN采纳独特的M--I6QAM的调制技术，使每一个25kHz的物理信道的速率达到64Kbps，同时邻道抑制达到60dB以上。第四：可采用蜂窝式的小区结构提高了网络的覆盖能力。

1.2 iDEN数字集群系统构成

iDEN系统大致为分6个子统，包括电话互联子系统、调度子系统、IP连接平台、分组数据子系统、高集成度EBTS基站系统以及网络管理子系统。早期的iDEN网络为harmony版本仅支持40个基站，现有的iDEN网络已经发展至Melody版本，可以支持3000个基站，具备组建更大型网络的能力。

2 城市室外环境室外区域建站方式

2.1 室外站组网方式选择

根据信号覆盖范围与天线高度形成很大的正向关系。天线高度越高，同样面积下所需的站点越少，在使用iDEN系统的用户属于特定群体，数量有限，用户容量不多，所以建设选用高处建站的方式。

2.2 基站建站选址方法和商务合作选择

确定了高处建站方式后，可以有如下途径进行建站：(1）从移动、电信、联通、铁塔的基站里进行选择，特别是铁塔成立后将运营商的大多数高处基站收归其管理，依托它们的力量可以比较快速的找到所需的建站地址；（2）与公安合作，公安的集群系统也尽量选高站的方式，有一些可以与其共同建设，节省投资和建站时间；（3）主动实地勘察区域内的高楼，与物业和业主做好沟通，从中选择合适站点。

2.3 各站点天线选择

根据无线信号自由空间损耗公式：空间损耗=20lg(F)+20lg(D)+32.4；F为频率，单位：MHz；D为距离，单位：Km。为增强信号，站点选择合适的天线也极为重要。全向天线增益是11dB，板状天线增益是17dB，板状天线多出来的6dB，具有更好的信号穿透力和更远的传播距离。所以在基站设计中位于中间的站点选用三个板状天线的方式，其余周边的使用全向天线方式进行覆盖。板状天线夹角120度，倾角15度以内，可以达到一个比较好的覆盖效果。

2.4 信号覆盖模拟仿真的使用

选择站点以后，可以通过Atoll软件模拟仿真的方式，达到对信号覆盖的一个预测，以图二为例，在得知站点经纬度、高度的情况下，通过Atol软件模拟仿真可得到黄色区域以内为信号良好区域。通过此方法，可做好室外建站的设计规划。

3 城市室内覆盖系统建设方式

3.1 室内覆盖系统建设的必要性

由于建筑物的墙体对室外无线信号的遮挡原因，建筑内存在很多信号盲区，为满足用户使用必须做室内覆盖系统来达到使用要求。

3.2 室内覆盖方式选择

从基站（EBTS)出来后用功分器分配后将信号输入光纤直放站近端机，将电信号转为光信号，而后通过光纤传送至直放站远端机，通过直放站远端机将光信号转为电信号后接入室内分布天馈系统,这也是本次工程里采用的方式。

3.3 共天馈系统方式实现室内覆盖快速部署

根据上述两种方式的特点，基于建筑物都有运营商信号覆盖的需求，我们可以与运营商共天馈系统的方式来实现信号的快速接入。

3.4 与运营商共天馈注意事项

在无线通信系统共用天馈系统时最难解决的是信号干扰问题，为此需进行与运营商信号合路的研究，根据中国移动、中国电信、中国联通的频点分布。800M数字集群系统（iDEN系统）频点：上行806～821MHz；下行 851～866MHz。

根据以上的频点数据，通过合路验证取得出如下结论供施工参考使用：

(1）中国电信2G的CDMA网络制式下频段（上行825-840MHz，下行870-885MHz）与iDEN系统的频点过于接近，合路后信号底噪变很大，严重影响通信，无法与电信CDMA合路；

(2）移动的GSM1800制式（下行1710-1725MHz,上行1805-1820MHz）与iDEN系统的频点可能存在倍频干扰（iDEN的下行频段855-862.5MHz翻倍以后刚好与GSM1800的下行频点重合），经测试合路时使用iDEN此部分频点将严重影响移动用户的上网速度，因此与移动合路时需避开iDEN的855-862.5MHz频段。

(3）中国联通的频点与iDEN系统频点干扰较小，个别存在会提高联通信号底燥问题，也可通过调节频点实现。

因为运营商的2G、3G、4G的频段均高于800M，所以它们的室内天馈覆盖已经完全能满足。

4 信号测试及信号优化

4.1 信号测试的必要性

现阶段国内很多城市建设iDEN网络后无法找到专业的测试工具和平台，仅依靠人工测试评估，缺少结合 GIS 地图信息的专业测试工具，不能实时、直观了解网络状况，由于使用人工测试往往会存在不少误差和盲点。

4.2 信号测试平台介绍

在本次工程中，找到了美国安捷伦网络测试平台用于本次信号测试，美国安捷伦网络测试平台是全球领先的全网络测试平台，支持目前全球所有通信制式，从 2G 到 4G 全兼容。

4.3 测试方法及参数要求

对于iDEN网络，信号电平-95dB，通话质量SEQ在26以上，则认为是信好良好。具体测试为：（1）测试采用moto四部、GPS两个；（2）测试软件为安捷轮软件，分析软件为Actix；（3）测试主要测试语音通话质量是否断线、信号电平及通话质量。

4.4 路测盲区信号优化方案

对于在建站完成后发现的信号盲区，特别是占据一定区域的，可以使用通过光纤拉远直放站近端机将基站信源转化为光信号，再在信号盲区找一灯杆塔或者高点架设天线，使用光纤拉远直放站远端机将光信号转为射频信号输出至天线，以此覆盖盲区。

5 结论

文章基于作者的建设经验介绍了如何在城市环境系统中快速的建设一套iDEN数字集群通信系统。如在室外信号覆盖中建站地址的选择及Atoll软件信号模拟仿真应用的帮助，在室内信号覆盖方面与运营商合路的方式提供了经验和方法，在信号测试中介绍了测试工具及方法并对信号盲区的优化提供了方案。通过实际的工程研究经验的介绍为他人提供了宝贵经验。